上海中心大厦：“豆腐土”上建成第一高楼

中央纪委国家监委网站 初英杰

上海中心大厦外景。

位于上海中心大厦126层的阻尼器。（上海中心大厦供图）

疫情之下，旅游市场被按下“暂停键”。春暖花开，却只能宅在家里，如何满足出游渴望？提供线上文旅服务的“云旅游”，为人们提供了不同的体验：只要手指轻点，就能“走进”博物馆、艺术馆，逛遍各地著名景点，聆听金牌讲解。

云看展、云赏花、云踏青……随着五一假期即将来临，“云旅游”也日渐升温。

4月15日，上海中心大厦联合中国联通5G文旅，在多个直播平台开启“云旅游”直播，让宅在家里的人们得以通过“云旅游”饱览“上海之巅”的风采。

上海中心大厦拥有多个世界之最、中国之最，在建筑施工、技术创新等方面更是创造了一个又一个令人叹为观止的世界纪录——

它是我国自建的首座超600米超高层建筑，建筑垂直高度632米，被世界高层建筑与都市人居学会认定为中国最高建筑、世界第二高建筑；

它拥有世界首个引入电磁原理的阻尼器——我国自主研发的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”，能有效抗风减震；

它拥有世界上最快的电梯，速度达每秒18米，不到一分钟就能将游客从大厦底部运达位于119层的观光厅；

它是世界上最高的绿色超级摩天大楼，是一座融合办公、会展、酒店、观光娱乐、商业等多种业态的“垂直城市”，也是一座“空中花园”；

它拥有中国最高的观光厅，可以让游客在546米的高度，360度全视野俯瞰申城美景；

它拥有世界上最高的博物馆——观复博物馆；

它拥有世界上最高的苏州园林……

在这座上海新地标建筑的设计建设过程中，设计者和建设者们解决了哪些难题？“中国第一高楼”究竟“高”在何处，有哪些引人注目的亮点？

让我们走近这座摩天大楼。

“豆腐土”上怎么建成高楼

对建筑师们来说，在上海特有的软土地基上建高楼，是犹如噩梦般的存在。

上海浦东处在一个冲积层，上海中心大厦的建造地点位于一个河流三角洲上，这里土质松软，含有大量黏土。再加上地下水位环境复杂，建设难度被称为“在豆腐土上建高楼”。

困难何止如此。上海中心大厦地处繁华的陆家嘴，周围高楼林立，向超深地下空间开发的难度系数极高。

面对难题，建设者们采用了这样的思路：找准能作为塔楼核心区的桩基持力层的土层后，先在土壤中打入钢管桩基，再浇筑能帮助分摊建筑压力的钢筋混凝土底板，再在其上建造摩天大楼。

但是，要打造这个预估重量达80万吨，约70个埃菲尔铁塔重量的庞然大物，什么样的桩基才能承载？

直径1米、长度85米的单根常规桩的极限承载力不过800吨，上海中心大厦主楼底面积有限，最多只能布下1000余根桩基，每根桩基的承载力至少要达到1000吨。

工程师们采用了经过试验证明的“钻孔灌注桩+桩底注浆”方法，研发出深厚砂层超长桩人工制浆护壁成孔、浆液携砂循环除砂、护壁高效清渣等新型成桩工艺体系及控制技术，大幅提高了单桩的承载力。

基坑施工同样面临极大挑战。

上海中心大厦的基坑深达34米，面积相当于4.8个足球场，紧邻主要城市道路和上海环球金融中心、上海金茂大厦两栋超高层建筑，开挖稍有不慎，就可能损伤其他建筑的基础和管线，甚至导致路面沉降和建筑倾斜。

技术人员将基坑分为主楼区域与裙房区域两个分区基坑。主楼基坑面积约1.6个足球场，内径达121米，是全球罕见的超深、超大的单体建筑基坑。

上海中心大厦建设发展有限公司总经理顾建平介绍，为保证主楼基坑的真圆度及受力均衡，主楼基坑施工之前，先用混凝土在基坑周围做出了65块超深地下连续圆形围护墙结构，防止土体滑落，保护周边建筑、管线及道路安全。主楼基坑施工完后，在对约3.2个足球场大的裙房基坑施工时，则先做好顶板支撑，再从上向下逆向施工。整个基坑施工挖出的土创下了世界超高层建筑大型深基坑土方挖掘量之最，重达180万吨左右，是大厦建成后自重的两倍多。

打好基础，万丈高楼拔地而起！

台风天靠什么稳如泰山

地上127层加地下5层，重85万吨的超高层建筑，如何对抗大风、地震等带来的不稳定性影响？

随着高度的升高，风速大幅增加。如果遇到台风，上海中心大厦上层部分将会出现最大摆幅1米多的晃动。如此晃动，能否保证这一超级工程“稳如泰山”屹立不倒？

超高层桩基和基坑关键技术的突破及顺利施工，为大厦提供了“稳重”的地基。还有超高层巨型混凝土结构建造关键技术的突破，为上海中心大厦铸就了“定海神座”。

大厦主楼的基础底板，是个面积11493平方米、厚6米的混凝土结构，和其下方的900多根主楼桩基一起承载主楼的负载。

面对超大面积、超深厚度、超大方量和高标号“四碰头”的超级施工难题，技术人员经过多次论证、试验，对超大体积混凝土的各项性能指标进行深入研究，确定了最终配比，并在施工中连续严密监测控制混凝土浇筑和养护温度。19辆混凝土泵送设备安置在不同作业点，近450辆搅拌车连续供给混凝土，2000余名建设者分双班24小时不间断作业，平均每小时浇筑约1100立方米，连续作业63个小时……民用建筑工程大体积混凝土一次浇筑成功的新的世界纪录诞生了——6万立方米！“定海神座”就此铸就！

上海中心大厦的外观呈螺旋式上升，每增高一层，就扭曲一度，犹如盘旋而上的巨龙。

这种独特的建筑几何造型设计，并不仅仅是为了美观。通过空气动力学优化，这种创新设计使得大风吹来时能环绕在大厦周围，产生涡旋脱落现象，从而有效延缓风流，让作用在大厦上的风力载荷减少24%。

最重要的是，上海中心大厦有个“定海神针”——上海材料研究所自主研发的“电涡流摆设式调谐质量阻尼器”。

这是全球最重的风阻尼器，重达1000吨。这个被称为“上海慧眼”的巨大阻尼器，由12根钢索吊在大厦内部，每根钢索的直径可达25米。为了对抗大厦的摇晃，阻尼器会朝着反方向摆动，可有效起到减震作用。

这个“超级巨无霸”，为上海中心大厦对抗超强台风增加了底气。

2019年8月，16级超强台风“利奇马”登陆我国东南沿海。在超强台风的作用下，“上海慧眼”的最大单边摆幅达到70厘米，而根据设计，它的最大单边摆幅可达1米。有了这样的“镇宅神器”，上海中心大厦岂会担心台风？

超高层如何成为绿色典范

阳光下的上海中心大厦，形如飞龙，鳞光闪闪。

它的外层幕墙约14万平方米，由20357块幕墙挂板组成。在电影《流浪地球》中，它那任由机关枪疯狂扫射都破不开的窗玻璃，引发无数惊叹。这样的玻璃幕墙好看、安全，但是施工难度也极大。

由于上海中心大厦外表皮造型呈120度旋转并向上收分，每一块幕墙都不一样，这给外幕墙的设计、建造和施工安装带来了前所未有的挑战。这是世界上首次在超高层建筑中安装如此大面积的柔性幕墙，被业界称为“世界顶级幕墙工程”。

安装幕墙需用到滑移支座，而这在世界400米以上超高层建筑中都没有应用先例。为此，我国技术团队自主研发出了专用于上海中心大厦的15种滑移支座，不仅大大降低了控制安装偏差的难度，还节省建设成本近1亿元。

大厦的玻璃幕墙，经过了最严苛的水密性能、气密性能、抗风压性能、平面内变形性能“四性”试验，能经受狂风、暴雨和高压等恶劣条件。而特别的双层玻璃的设置，不仅增强了安全性，还形成了“热水瓶”效应，在两层幕墙之间的空腔形成一个温度缓冲区，比普通单层玻璃幕墙，可降低50%左右的采暖和制冷能耗，并具备良好的降噪隔音功能。

双层幕墙，是上海中心大厦采用的绿色建筑适用技术之一。上海中心大厦从立项之初就坚持“绿色环保”的理念，围绕节地、节能、节水、节材、室内环境质量和运营管理等方面，采用了雨水收集系统、利用峰谷电的“冰蓄冷”系统、热电冷三联供系统等43项绿色建筑适用技术。

令人瞩目的还有，大厦在580米高靠近屋顶的外幕墙上安装了270台风力发电机。电能可直接接入内部供电网源，每年可为大厦提供118.9万千瓦时的绿色电力。

上海外滩从延安东路至外白渡桥，第一排建筑总面积约60万平方米。而上海中心大厦占地面积虽只有2万平方米，总建筑面积却达57.8万平方米，相当于在浦东矗立了一座“垂直的外滩”。

顾建平介绍，面对超高层建筑体量大、系统设施复杂、室内环境质量要求高、集中排放负荷大、可再生能源的利用约束大等挑战，上海中心大厦不断创新，获得了美国绿色建筑最高等级的LEED铂金级认证和中国绿色建筑最高等级的三星级认证，成为全球唯一一栋400米以上获得双绿色认证的超高层建筑。

这栋创造业界无数奇迹的超高层绿色建筑背后，是无数挥洒勤劳汗水的建设者。

“吃水不忘挖井人。”上海中心大厦以一种特殊的方式，铭记这些建设者们。在主楼的西侧，有一座琉璃材质的荣誉墙，上面镌刻着500家单位、4300多名建设者的名字。参与过大厦建设的人们，无论是工程师还是普通建设工人，都可以在这面荣誉墙上找到自己的名字，这是他们一生的荣耀！

建设者最可敬，劳动最光荣，工匠精神最值得弘扬！